宏觀經(jīng)濟預警系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)

黃建洪

（重慶市綜合經(jīng)濟研究院，重慶 401147）

0 前言

經(jīng)濟周期對經(jīng)濟發(fā)展的影響巨大，如何有效建立宏觀經(jīng)濟發(fā)展的預警系統(tǒng)，就成為宏觀經(jīng)濟管理的一個重要目標。參考國家以及部分省市的宏觀經(jīng)濟監(jiān)測系統(tǒng)，該院結(jié)合重慶經(jīng)濟發(fā)展新階段、新常態(tài)，重新篩選指標，構(gòu)建重慶宏觀經(jīng)濟預警系統(tǒng)，能有效刻畫反映新形勢下重慶經(jīng)濟運行情況，更好地應(yīng)用于重慶經(jīng)濟形勢分析與預測。該文主要根據(jù)該單位的研究成果，實現(xiàn)成果的信息化轉(zhuǎn)換，為宏觀經(jīng)濟調(diào)控和領(lǐng)導決策提供數(shù)據(jù)支撐。

1 宏觀經(jīng)濟預警系統(tǒng)需求分析

1.1 滿足經(jīng)濟指標數(shù)據(jù)歸集要求

需要對歸集到的經(jīng)濟指標數(shù)據(jù)進行管理，指標數(shù)據(jù)主要包括歷史數(shù)據(jù)的導入和當前指標數(shù)據(jù)的歸集，保證指標數(shù)據(jù)歸集便捷、分析快捷、存儲安全。

1.2 為宏觀經(jīng)濟相關(guān)分析方法提供數(shù)學模型支撐

需要根據(jù)時差相關(guān)分析法、K-L 信息量分析法等定量方法提供數(shù)學模型。專家根據(jù)專家問卷調(diào)查法和與相關(guān)數(shù)據(jù)學模型所反映的經(jīng)濟時序，再按預告設(shè)計的指標體系，選取需要分析的指標，最后選出適合重慶宏觀經(jīng)濟景氣指數(shù)的先行指標、一致指標和滯后指標，從而確定預警指數(shù)[1]。

1.3 為宏觀經(jīng)濟預警提供可視化展示

首先，需要根據(jù)綜合分析方法，將篩選出來的指標代入合成指標中進行計算，展示出選定時間內(nèi)的先行指標、一致指標和滯后指標時序，合成指數(shù)趨勢圖。其次，需要根據(jù)選定時間、指數(shù)、閥值、權(quán)重等信息，展示出預警指數(shù)曲線圖、預警指數(shù)信號圖、預警指數(shù)趨勢圖等，為經(jīng)濟周期提供可視化展示。

1.4 為宏觀經(jīng)濟分析者提供操作便捷

需要滿足便捷的數(shù)據(jù)導入導出、圖形保存、指標與時間段隨意選取、權(quán)重和閥值基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)置簡單直觀等要求。

2 宏觀經(jīng)濟預警系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)框架

在國家法律法規(guī)、行業(yè)規(guī)范以及信息安全體系保障的指引下進行設(shè)計，系統(tǒng)分為物理層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用系統(tǒng)層和用戶展示層四層結(jié)構(gòu)提供服務(wù)。其中物理層是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行、保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全、保證網(wǎng)絡(luò)可靠的基礎(chǔ)條件，主要依托硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、存儲設(shè)備等方面進行保障。該系統(tǒng)部署在“數(shù)據(jù)重慶”云平臺，保證了系統(tǒng)的物理安全、數(shù)據(jù)安全、信息安全和行為安全。

數(shù)據(jù)層是該系統(tǒng)的核心層，主要用來存儲宏觀經(jīng)濟指標數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)、經(jīng)濟分析結(jié)果等數(shù)據(jù)，為宏觀經(jīng)濟預警提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

應(yīng)用系統(tǒng)層主要是為宏觀經(jīng)濟預警相關(guān)的算法提供數(shù)學模型，使用戶能夠快捷、便捷地對宏觀經(jīng)濟預警數(shù)據(jù)進行導入導出、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)建模等。

用戶展示層為用戶提供操作簡便、直觀大方的操作界面，為宏觀經(jīng)濟預警提供可視化展示。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

宏觀經(jīng)濟預警系統(tǒng)[2]主要實現(xiàn)經(jīng)濟指標的動態(tài)管理、經(jīng)濟指標數(shù)據(jù)的導入導出，指標數(shù)據(jù)調(diào)整，各類指標任意時間段的權(quán)重、閥值管理，該系統(tǒng)主要對時差相關(guān)分析方法、K-L 信息量分析方法進行建模，然后按不同的算法進行指標篩選，最后根據(jù)經(jīng)濟景氣指數(shù)和預警合成指數(shù)據(jù)來反應(yīng)經(jīng)濟周期趨勢等功能。

2.2.1 經(jīng)濟指標數(shù)據(jù)管理

系統(tǒng)提供了經(jīng)濟指標分類管理，可根據(jù)指標的不同類型進行分層級的管理，并提供指標權(quán)重、閥值設(shè)定管理，指標數(shù)據(jù)的導入導出、動態(tài)調(diào)整等功能。并且對在歸集經(jīng)濟指標數(shù)據(jù)時的部分缺失數(shù)據(jù)，采用以下5 種方法進行調(diào)整或補齊。1）增速倒退法。2）OLS 估算法。3）工作日估算法。4）年度數(shù)據(jù)分攤法。5）日數(shù)據(jù)算數(shù)平均法，保證數(shù)據(jù)的完整性。

2.2.2 相關(guān)功能設(shè)計

2.2.2.1 時差相關(guān)分析功能

時差相關(guān)分析功能主要是根據(jù)時差相關(guān)分析[3]方法，對分析訪求進行程序?qū)崿F(xiàn)，利用相關(guān)系數(shù)驗證經(jīng)濟時間序列先行、一致或滯后關(guān)系的一種常用方法。在選取適當能夠敏感地、準確地反映經(jīng)濟運行情況的基準指標后，將選中的指標在時間上向前或向后移動多個月份，并計算基準指標與這些移動后的序列相關(guān)系數(shù)，在經(jīng)過多次移動后，根據(jù)時差相關(guān)系數(shù)的大小，選出先導于基準指標變動的先行指標、與基準指標變動基本一致的同步指標和滯后于基準指標變動的滯后指標。時差相關(guān)系數(shù)取到最大值時，表示選中指標和基準循環(huán)之間的循環(huán)關(guān)系，時差相關(guān)系數(shù)取到最大值時的延遲系數(shù)即是相應(yīng)的超前或滯后期數(shù)。系統(tǒng)還提供研究人員自行按需求選擇分析指標完成時差的相關(guān)分析工作。

2.2.2.2 K-L信息量分析功能

K-L 信息量分析功能主要是根據(jù)K-L 信息量分析方法進行實現(xiàn)，K-L 信息量分析在景氣指標選擇過程中得到廣泛應(yīng)用。將K-L信息量在景氣指數(shù)據(jù)的實際計算中進行應(yīng)用，也是以一個重要的、能敏感地反映當前經(jīng)濟活動的經(jīng)濟指標作為基準指標。設(shè)基準指標序列為y，由于任意滿足的序列p均可視為某隨機變量的概率分布列，因此對基準指標作標準化處理，處理后的序列記為pt，則有：

假設(shè)被選擇指標序列為x，同樣作標準化處理，處理后的序列記為qt，則有：

式中：yt表示序列中某個時間點的值，n表示正整數(shù)，j、i表示常量，t表示時間變量，xt表示被選擇指標序列中某個時間點值，I（p，q）表示原時間序列與被選中序號的期望值，qi、pi分別表示原序號和處理后的序號期望值，I表示超前或滯后期，I取負數(shù)時表示超前，取正數(shù)時表示滯后，I被稱為時差或延遲期數(shù)。L、-L分別表示最大延遲期數(shù)和最大超前基數(shù)，nl是延遲期數(shù)取齊后的數(shù)據(jù)個數(shù)。當計算出2L+1 個K-L 信息量后，從這些kl值中選出一個最小值kl′作為被選指標x關(guān)于基準指標的K-L 信息量，即：

其相對應(yīng)的延遲數(shù)I′就是被選指標最適當?shù)某盎驕笃跀?shù)。K-L 信息量越小，越接近于零，說明指標x與基準指標y越接近。一般情況下，當K-L 信息量＜50 時，就可以認為2個指標之間的概率分布較為接近。系統(tǒng)還提供研究人員自行按需求選擇分析指標，完成K-L 信息量的相關(guān)分析工作。

2.2.3 宏觀經(jīng)濟景氣指數(shù)分析功能

宏觀經(jīng)濟景氣指數(shù)分析功能主要是根據(jù)景氣指數(shù)方法進行設(shè)計，景氣指數(shù)分析一種據(jù)實反映經(jīng)濟景氣程度的方法。經(jīng)濟周期波動是通過一系列經(jīng)濟活動來傳遞和擴散的，單一經(jīng)濟變量本身的波動過程都不足以代表宏觀經(jīng)濟整體的波動過程，必須綜合地考慮各個領(lǐng)域的景氣變動及相互影響，對選定指標進行指數(shù)合成分析后再修正。景氣指數(shù)基本分析流程如圖1 所示。

圖1 景氣指數(shù)基本分析流程

2.2.4 宏觀經(jīng)濟預警指數(shù)分析功能

宏觀經(jīng)濟預警指數(shù)分析功能主要是根據(jù)預警指數(shù)[4]方法進行實現(xiàn)，其中預警指數(shù)分析方法的基本原理是先選取部分重要的宏觀經(jīng)濟指標作為預警指數(shù)體系的基礎(chǔ)指標，通過選定指標閥值來判斷各個經(jīng)濟指標在當期的冷熱情況，并綜合這些指標給出對當前宏觀經(jīng)濟總體的冷熱判斷。預警信號系統(tǒng)借鑒類似于交通信號燈的方法，用深藍、淺藍、綠、黃、紅5 種顏色代表整個經(jīng)濟狀況中的過冷、趨冷、正常、趨熱、過熱5 種情形，當預警信號燈出現(xiàn)淺藍或黃2 種顏色代表的趨冷或趨熱時，可以預先知道宏觀經(jīng)濟已經(jīng)偏離了正常運行的情形，從而可以提前采取一些宏觀調(diào)控手段，防止過冷或過熱的情形發(fā)生。系統(tǒng)可隨時根據(jù)研究人員選擇的指標，及時反饋宏觀經(jīng)濟的運行狀況，為宏觀經(jīng)濟調(diào)控提供支撐。

2.3 系統(tǒng)設(shè)計原理與使用技術(shù)

系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，使用ASP.NET MVC 技術(shù)架構(gòu)，利用基于Internet/Intranet 平臺的B/S 架構(gòu)，為應(yīng)用功能提供服務(wù)。系統(tǒng)采用AJAX 技術(shù)實現(xiàn)前臺與后臺數(shù)據(jù)之間的交換，應(yīng)用ECharts 圖形控件對預警分析界面進行展示。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)庫、后臺應(yīng)用管理和前臺公眾服務(wù)分別部署在不同的服務(wù)器中，增強了系統(tǒng)的安全性。

3 宏觀經(jīng)濟預警系統(tǒng)實現(xiàn)

宏觀經(jīng)濟預警系統(tǒng)是該院進行宏觀經(jīng)濟分析的重要工具之一，也是在進行形勢分析時，注重實證和強調(diào)計量分析研究[5]特色的集中體現(xiàn)，該系統(tǒng)為每月的景氣報告、每季度的預警系統(tǒng)維護報告和每季度經(jīng)濟分析聯(lián)席會景氣圖繪制提供有效服務(wù)，以下為系統(tǒng)實際運行效果。

3.1 系統(tǒng)對指標進行時差相關(guān)分析

以工業(yè)產(chǎn)銷率為例，對季節(jié)調(diào)整后的工業(yè)總產(chǎn)值增速和工業(yè)產(chǎn)銷率進行時差相關(guān)分析計算，時差相關(guān)分析結(jié)果如圖2 所示（工業(yè)總產(chǎn)值增速-工業(yè)產(chǎn)銷率），當L=-10 時，市場相關(guān)系數(shù)R取最大值0.45，表示工業(yè)產(chǎn)銷率為基準指標工業(yè)總產(chǎn)值的先行指標，領(lǐng)先月數(shù)為10 個月。同理，對其他指標進行分析，可得出各個指標的最大相關(guān)系數(shù)并判斷時滯期數(shù)。

3.2 應(yīng)用預警系統(tǒng)對各指標

K-L 信息量分析以工業(yè)產(chǎn)銷率為例，對季節(jié)調(diào)整后的工業(yè)總產(chǎn)值增速和工業(yè)產(chǎn)銷率進行K-L 信息量分析，當L=-12 時，K-L 信息量最小為28.23，反映工業(yè)產(chǎn)銷率領(lǐng)先工業(yè)總產(chǎn)值12 個月，從而可以得出與時差相關(guān)分析類似的結(jié)論，即工業(yè)產(chǎn)銷率為基準指標工業(yè)總產(chǎn)值的先行指標。同理，對其他指標進行K-L 信息量分析，可得出各個指標最小K-L 信息量并判斷時滯期數(shù)。

3.3 宏觀經(jīng)濟景氣指標動向圖

通過系統(tǒng)模型計算系統(tǒng)可以對重慶宏觀經(jīng)濟景氣動向綜合指數(shù)和經(jīng)濟預警指標景氣情況進行展示，如圖3 所示。圖3 展示的數(shù)據(jù)選取的是2010 年1 月～5 月。

圖2 時差相關(guān)分析

圖3 重慶宏觀經(jīng)濟景氣動向綜合指數(shù)圖

4 結(jié)論

該文通過時差相關(guān)分析模型、K-L 信息量方法模型對指標進行篩選，把篩選的指標帶入合成指數(shù)中進行計算，最后分別對宏觀經(jīng)濟預警指數(shù)、景氣指數(shù)進行分析，從而可展現(xiàn)出該市在一段時間內(nèi)的經(jīng)濟活動趨勢。后期需要完善的地方有2 個。1）加強與其他部門之間的數(shù)據(jù)交換，獲取更多反應(yīng)宏觀經(jīng)濟運行情況的指標。2）加強系統(tǒng)升級，利用信息化手段，對該單位經(jīng)濟研究部門對宏觀經(jīng)濟預警分析的成果進行轉(zhuǎn)換，為宏觀經(jīng)濟調(diào)控、領(lǐng)導決策提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。